Предупреждение АВАРИЙ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Паровые котлы, экономайзеры, пароперегреватели, тру­бопроводы пара и горячей воды эксплуатируются в тяжёлых условиях, и на надежность их влияет множество факторов: механические свойства металла, неоднородность его струк­туры, наличие и характер остаточных напряжений, агрес­сивность среды, температура, длительность, эксплуатации ит. п.

Необходимым условием, влияющим на надежность и безопасность котлов в период эксплуатации, является обеспечение при их изготовлении, монтаже и ремонте рав - нопрочности; сварных соединений, ибо дефекты в сварных швах уменьшают расчетное сечение шва и служат концент­раторами напряжений. Одновременное действие указанных факторов снижает работоспособность сварных соединений, а следовательно, может привести к повреждению или ава­рии. Дефекты в сварных соединениях, выполненных свар­кой плавлением, можно подразделить на дефекты заготовок и сборки под сварку, а также дефекты сварки.

Дефектами заготовок и сборки изделий под сварку явля­ются: расслоения, шлаковые включения и загрязнениягна кромках; несовпадение стыкуемых плоскостей кромок; не­соблюдение допусков на величину зазора между кромками и постоянство его по всей длине кромок при сборке; несо­блюдение допусков по величине притупления кромок; не­соответствие указаниям чертежа и инструкции по сварке угла скоса в стыковках сварных соединений с Х-, V - и U-об - разной разделкой кромок.

Причинами этих дефектов являются несовершенство или неисправность приспособлений и оборудования, а также низкая квалификация рабочих, производящих механическую обработку. Выявленные дефекты следует устранить до свар­ки, чтобы они не привели к образованию дефектов сварки.

Дефекты сварки плавлением могут быть наружными и внутренними.

К наружным дефектам сварки относятся: смещение кромок соединяемых элементов; трещины всех видов и направлений, выходящие на по­верхность;

Отклонение размеров и формы шва от требуемых черте­жами, техническими условиями и инструкциями по сварке (высота, катет и ширина шва, равномерности усиления и прямолинейности шва);

Несоответствие чертежу взаимного расположения осей соединяемых элементов или излом;

Наплывы, подрезы, незаваренные кратеры, прожоги. и другие технологические дефекты.

Наружные дефекты выявляются внешним осмотром и измерениями сварных швов.

К внутренним дефектам относятся дефекты, расположен­ные в толще наплавленного металла: трещины, непровары, шлаковые включения, поры и др. Дефекты выявляются про­свечиванием или ультразвуковой дефектоскопией сварных соединений.

При сварке плавлением наиболее частые дефекты фор­мы и размеров сварных соединений — неполномерность шва, его неравномерные ширина и высота, крупная чешуйчатость, бугристость, седловины. При ручной и полуавтоматической сварке дефекты могут появиться в результате недостаточ­ной квалификации сварщика, нарушения технологических приемов, плохого качества электродов и других сварочных материалов. При автоматической сварке" дефекты могут быть следствием колебания напряжения в сети, проскаль­зывания проволоки в подающих роликах, неравномерной скорости сварки из-за люфтов в механизме передвижения, неправильного угла наклона электрода, протекания жид­кого металла в зазор.

Нарушение формы и размеров шва говорит о таких де­фектах, как наплывы (натеки, подрезы, прожоги и незава­ренные кратеры). Формы и размеры швов установлены стандартами, правилами и нормами, техническими усло­виями, их указывают на рабочих чертежах.

В табл. 11.1 указаны причины возникновения дефектов в сварных соединениях при ручной электродуговой и полу­автоматической сварке.

Трещины (продольные и поперечные) — дефекты свар­ного соединения в виде разрыва в самом шве или околошов­ной зоне. Трещины в зависимости от температуры образо­вания бывают горячие и холодные. Горячие трещины возни­кают в наплавленном металле в процессе кристаллизации и усадки при температуре 1100—1300 °С под действием рас­тягивающих напряжений. Холодные трещины возникают в легированных сталях при температурах 100—300 °С, а в углеродистых сталях — при температурах менее 100 °С.

Сразу после остывания сварного шва, а иногда спустя длительный промежуток времени эти трещины образуются в зоне сварки под действием внутренних напряжений, пре­восходящих деформационную способность металла на дан­ном участке.

Причины образования трещин в процессе сварки опреде­ляются многими факторами:

Значительными температурными напряжениями, возни­кающими в зоне сварки, т. е. в зоне теплового режима свар­ки, определяющего нагрев и охлаждение металла;

Марками свариваемых материалов, характеризующими­ся химическим составом, теплофизическими свойствами, структурой и способом выплавки. Сталь, выплавленная кон­вертерным способом, более склонна к образованию трещин, чем мартеновская. Повышенное содержание углерода, се­ры, фосфора, марганца, хрома и никеля способствует обра­зованию трещин внутри сварного шва.

Быстрый отвод теплоты от зоны сварки в условиях отри­цательных температур, а также при сварке на ветру и в слу­чае воздействия осадков способствует образованию трещин.